Термокондуктометрический датчик

 

Соевз Советских

Социалистических

Республнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЖИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31D178 (21) 2575794/18-25 (51) +. с присоединением заявки Ио

G01 н 27/18

Госуяарственный коинтет

СССР но делан нзобретеннй н открытнй (23) ПриоритетОпубликовано 30,1080. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 30.1080 (53) УДК 543. 274 (088.8) Ф.A.Aáðàìîâ, В..Е.Фрундин, П.Л.Лимаренко, Г.А.Мирошник и В.А.Бойко (72) Авторы изобретения

Институт геотехнической механики

АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИИ ДАТЧИК

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при разработке термокондуктометрических газоанализаторов, преимущественно при 5 создании переносных приборов контроля содержания метана в атмосфере шахт в нормальной и аварийной газовой ситуации.

Известен термокондуктометрический датчик, содержащий рабочий и сравнительный термисторы, помещенные в соответствующих каналах блока, через которые проходит гаэ-носитель с измеряемым компонентом и чистый гаэноситель..Термисторы помещены в двойные экраны из перфорированного металла (1 ).

Приборы с этими блоками при работе в стационарных условиях обеспе — ;щ чивают хорошие метрологические характеристики, однако имеют большое время прогрева. При изменении температуры анализируемого воздуха даже при хорошей теплопроводности матери- 25 ала блока датчиков будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей камере и в сравнительной, что приведет к значительным погреш.остям измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является термокондуктометрический датчик для переносных газоанализаторов, содержащий рабочую и сравнительную камеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде экранированных проволочных нитей (2).

Выравнивание температуры воздуха в сравнительной и рабочей камерах при изменении температуры анализируемой смеси также зависит от массы блока, и в этой конструкции будут возникать перепады температур, которые приведут к значительным погрешностям в процессе измерения. Так, например, при изменении температуры смеси в рабочей камере на 1 С при постоянстве температуры эталонного воздуха и сравнительной камере погрешность датчика теплопроводности для смеси с 2 об.Ъ СН4 от этого фактора составит порядка 40%. Такие перепады температур вполне реальны для переносного газоанализатора.

Целью изобретения является повышение точности измерения и быстродействия датчика.

Поставленная цель достигается за счет того, что рабочая камера

775684 выполнена в виде цилиндра нэ металлической сетки, а сравнительная в виде цилиндра иэ тонкостенной металлической трубки, причем обе камеры установлены в емкости для анализируемой смеси.

На чертеже дана схема предлагае5 мого датчика.

Рабочая камера 1 термокондуктометрического датчика имеет два цилиндра 2, 3 иэ металлической сетки. Цилиндры 2, 3 установлены коаксиально с помощью втулок 4 иэ изоляционного материала. Через центры этих втулок проходят токоподводы 5, к концам которых приварена платиновая нить б, экранированная цилиндром 2. 15

Сравнительная камера 7 имеет также два цилиндра R> 9 при этом цилиндр 8 выполнен иэ сетки, а наружный цилиндр 9 — иэ тонкой металлической трубки. Цилиндры 2 и 8, 3 и 9 2О имеют соответственно одинаковые размеры. Установка цилиндров 8, 9 коаксиально достигается с помснаью втулок 10, через центры которых проходят токоподводы 11. К концам токоподводов 11 приварена платиновая нить 12, экранированная цилиндром 8.

Рабочая 1 и сравнительная 7 камеры установлены вертикально в емкости для анализируемой смеси 13.

Для обеспечения постоянства состава воздуха в сравнительной камере

7 места подсоединения токоподводов

11 и сЬединения втулок .10 с цилиндром 9 герметизируются.

Рабочая 1 и сравнительная 7 камеры для обеспечения идентичности условий теплообмена устанавливаются в емкости 13 симметрично относительно входного отверстия для анализируемого воздуха. Для защиты термо- 4Q кондуктометрического датчика от мех анических воздействий входное огверстие камеры реакции (емкости 13) закрыто жалюзи.

Датчик работает следующим образом. Воздух в емкость 13 поступает через жалюзи за счет конвекции и омывает обе камеры рабочую 1 и сравнительную 7. Оба чувствительных элемента б, 12 датчика имеют практически одинаковые условия теплообмена с анализируемой средой, а следовательно, при колебаниях температуры последней не будут возникать перепады температур между воздухом в рабочей и сравнительной камерах, и выходной сигнал не будеr зависеть от этого фактора. Чувствительные элементы датчика — экранированные платиновые нити включены в мостовую измерительную схему, которая обеспечивает съем сигнала об изменении теплопроводности среды при поступлении в нее метана.

Изобретение направлено на повышение качества и надежности контроля одного из основных опасных компонентов рудничной атмосферы-метана н создает предпосылки для обеспечения безопасности труда горнорабочих.

Экспериментальные образцы термокондуктометрических датчиков изготовлены и прошли испытания на взрывозащиту. В результате испытаний установлено, что чувствительные элементы термокондуктометрического датчика соответствуют требованиям, предъявляемым к специальному виду вэрывозащиты.

Формула изобретения

Термокондуктометрический датчик для переносных газоанализаторов, содержащий рабочую и сравнительную камеры с расположенными по оси чувствительными элементами в виде экранированных проволочных нитей, о т и и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и быстродействия рабочая камера выполнена в виде цилиндра из металлической сетки, а сравнительная — н виде цилиндра из тонкостенной металлической трубки, причем о6е камеры установлены в емкости для анализируемой смеси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент США У 3106088, кл. 73-27, 08.10.63 .

2. Авторское свидетельство СССР

М 183167, кл. E 21, 1963 (прототип).

775б84

Составитель Л. Дикая

Техред Н.Граб Корректор В. Бутяга

Редактор H. Коляда

Филиал ППП "Патент", r..Óæãîðoä, ул. Проектная, 4

Заказ 7736/б0 Тираж 1019 Подписное

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5